[译]Java Thread wait, notify和notifyAll示例

Java Thread wait, notify和notifyAll示例

Java上的Object类定义了三个final方法用于不同线程间关于某资源上的锁状态交互，这三个方法是：wait(), notify()和notifyAll()。

当前线程可以在任意对象上调用上述的方法，前提是当前线程是此对象的监视器(object monitors)的持有者；如果未持有该monitor而调用上述方法时会抛出java.lang.IllegalMonitorStateException。

Wait

Object上有三种重载的wait方法，其中之一是调用了object.wait()方法的线程会无限等待下去，直到有其他线程调用了相同对象上的notify或notifyAll方法用于唤醒其他线程；另外两个方法可以指定线程被唤醒之前的等待时间。

notify

notify方法用于唤醒调用了object.wait()方法的等待线程，但每次调用只能唤醒一次。被唤醒的线程会变为Runnable，进而被调度执行。如果在某个object上有多个线程在等待，一次notify调用只能唤醒其中一个。具体哪个线程被唤醒取决于操作系统的线程管理的具体实现。

notifyAll

notifyAll可以唤醒在相同对象上调用了wait()方法的所有线程，但哪个线程先开始执行也依赖于操作系统的实现。

上面的方法可用于解决生产者－消费者问题，在生产者－消费者场景中，消费者线程等待从队列中消费对象，而生产者会把对象放到队列中，并通知等待线程有对象可消费。

下面看一个在相同对象上使用了wait,notify,notifyAll方法的多线程的例子。

Message
定义一个普通的Java bean：Message，下面的线程将会在Message对象上调用wait和notify方法。

public class Message {
private String msg;

public Message(String str){
this.msg=str;
}

public String getMsg() {
return msg;
}

public void setMsg(String str) {
this.msg=str;
}
}

Waiter

Waiter是一个等待线程，等待其他线程调用notify来唤醒自己并继续未完成的任务。

package com.journaldev.concurrency;

public class Waiter implements Runnable{

private Message msg;

public Waiter(Message m){
this.msg=m;
}

@Override
public void run() {
String name = Thread.currentThread().getName();
synchronized (msg) {
try{
System.out.println(name+" waiting to get notified at time:"+System.currentTimeMillis());
msg.wait();
}catch(InterruptedException e){
e.printStackTrace();
}
System.out.println(name+" waiter thread got notified at time:"+System.currentTimeMillis());
//process the message now
System.out.println(name+" processed: "+msg.getMsg());
}
}
}

或许你已经在代码中注意到，Waiter线程通过synchronized(同步代码块)获得了Message对象上的监视器。

Notifier
Notifier线程处理Message对象，并调用该对象上的notify方法，用于唤醒其他等待Message对象的线程。

package com.journaldev.concurrency;

public class Notifier implements Runnable {

private Message msg;

public Notifier(Message msg) {
this.msg = msg;
}

@Override
public void run() {
String name = Thread.currentThread().getName();
System.out.println(name+" started");
try {
Thread.sleep(1000);
synchronized (msg) {
msg.setMsg(name+" Notifier work done");
msg.notify();
// msg.notifyAll();
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}

}
}

同样，在Notifier线程中也通过synchronized来获取Message对象上的监视器。

WaitNotifyTest
下面的测试代码创建了多个Waiter和Notifier线程。

package com.journaldev.concurrency;

public class WaitNotifyTest {

public static void main(String[] args) {
Message msg = new Message("process it");
Waiter waiter = new Waiter(msg);
new Thread(waiter,"waiter").start();

Waiter waiter1 = new Waiter(msg);
new Thread(waiter1, "waiter1").start();

Notifier notifier = new Notifier(msg);
new Thread(notifier, "notifier").start();
System.out.println("All the threads are started");
}
}

调用上面的程序，将会看到如下的输出：



notify()
但是别激动，程序并未结束，因为上面的代码中有两个waiter线程都在等待同一个Message对象，但只有一次notify()方法调用，所以只有一个线程被唤醒，而另一个线程只能继续等待。

notifyAll() 如果把Notifier中的notify()注释掉，并把notifyAll()的注释打开，再次调用上面的测试程序，将会有不同的输出：


因为notifyAll()方法会把两个waiter线程都唤醒，并先后执行，程序结束。